水素分離膜の利用法

水素分離膜を使用する事でどんなことができるのでしょうか？？

水素は燃料でもあり、材料でもあるため高純度な水素を取り出すことで様々な事に活用できます。自動車や発電の燃料だけでなく、現在もロケットの燃料や肥料・樹脂など様々な有機物の作成、超伝導の研究など多くのことに利用されています。

水素の様々な利用法

燃料電池

今後最も水素の活躍が期待される、燃料としての役割について考えてみましょう。
現在、私たちの生活に欠かせなくなった車はガソリンで動き、生活に必要なモノのほとんどに電気を使用しています。

ですが車や発電所から排出される二酸化炭素による環境問題、石油の枯渇による資源不足が問題となっている現在、化石燃料に代わる新しいエネルギーの開発が急務となっています。

近年、TOYOTAから燃料電池自動車のMIRAI、HONDAから同じく燃料電池車のCLARITYが発表されました。水素によって走り、水しか排出せず有害物質を全く出さないクリーンな自動車です。
またPanasonic、ENEOSからはエネファームなどの水素を燃料とする家庭用発電機が発売されました。こうした動きからもわかるように、燃料はガソリン等化石燃料から水素へとかわってきているのです。
水素は水から作ることができ、水資源の豊富な地球では化石燃料のように枯渇してしまう心配もありません。

では燃料電池について説明していきましょう。

中学校の授業での電気分解の実験を覚えているでしょうか？
水に電気を流して水素と酸素に分解する実験です。燃料電池はこの逆で水素と酸素を化学反応させ、水と電気を作り出します。
燃料電池に水素を供給し続ければ、この空気中の酸素を使ってずっと発電することができるのです。

ここで燃料電池をエネルギーの主体としておいた水素社会の利点についてまとめておきましょう。

・二酸化炭素などの有害物質を削減できる
- 燃料電池は水素と酸素を化学反応させて電気を作り出すため水しか排出されず、二酸化炭素の排出がゼロです。
- また水素を精製する際に発生する二酸化炭素も分離・回収して有効活用できる様になります。
・エネルギーの貯蔵、運搬ができる
- 従来の発電方法では蓄電・送電の際に多くの損出があり、電気の貯蔵・運搬は困難でした。
- しかし水素であれば液化水素にしたり、窒素と結合させてアンモニアにしたり、トルエンと水素を結合させてメチルシクロヘキサン(MCH、有機化合物)にする等してタンクでの運搬が可能になり、貯蔵も容易になります。
・循環可能な燃料である
- 水素は酸素と結びつき電気と水を排出します。
- そうしてできた水は自然エネルギーによって再度水素に戻り、燃料となります。
- このように自然エネルギーを中心として燃料は使い捨てから循環型に変わっていきます。

しかし水素社会をむかえるためには乗り越えなければならない課題があります。
それはインフラを整えるために莫大な時間とコストがかかってしまうことです。

燃料電池が走るためにはガソリンスタンドに代わって水素ステーションという水素を供給する場所を建てなければなりません。
しかし従来の技術では水素ステーション一つ建てるのに約5億ものコストがかかってしまい、これを全国に普及させるのはかなり困難な道のりです。

そこで登場するのが、我々が取り組んでいる水素分離膜！！

そもそもなぜ水素ステーションがこんなにも高価になってしまうかというと、従来の技術であるPSA方式では大きな設備を必要とし、さらに燃料として使えるまでの高純度の水素を得るためには何度も同じプロセスを繰り返さなければならないからです。
またそのほかにも騒音が大きいため防音の対策も必要となります。

しかし水素分離膜は構造が非常に単純であり、設備も小規模で済み、一度の透過で高純度の水素を精製可能です。
このまま水素分離膜の研究・実用化が進めば、現在の水素ステーションよりも何倍も低コストで建設が可能になると期待されています。

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